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重庆市城口县城燃气气源的选择
浏览次数 1174 , 日期 2011-03-31 , 燃气设备 加入收藏
一、概述
1．城口县概况
重庆市城口县位于重庆市东北部的大巴山区，处在川、陕、渝三省市交界处，南接重庆市开县、巫溪县，全境幅员面积3296.96km2，人口22.58万，境内有丰富的旅游资源和矿产资源。该县属于重庆市七大经济区中的“大巴山林牧发展区”，该区是我国18个联片贫困地区的一部分，山高地少，交通不便，系典型的“资源大县，人口小县，经济穷县”。
城口县的城镇发展规模规划如表1：
表1城口县的城镇发展规模规划
|
年限 |
城镇化率 |
全县城镇人口 |
县城城镇人口 |
县城建设用地 |
|
2010 |
5％ |
3.67万 |
3．0万 |
l．9kM2 |
|
2015 |
20％ |
5.09万 |
3.57J |
2.3kM2 |
|
2020 |
30％ |
7.82万 |
4.27／ |
2.84k M2 |
县城葛城镇为城口县的政治、经济和文化中心，该镇距重庆530km、开县179km、巫溪县140km，对外交通仅依靠3条建于山岭重丘区的县际公路。葛城镇的城市建设相对落后，基础设施不完善，配套较差，城市建设用地严重不足。
2．城市燃气概述
城市燃气是城镇的重要基础设施，也是城镇现代化的重要标志之一。城市燃气的发展，不仅能够节约能源、保护大气环境，而且能够提高人民生活水平、改善劳动条件、节约劳动力以及减少交通运输量。
城市燃气包括人工煤气、天然气和液化石油气 (LPG)等，其中天然气具有安全、清洁、热值高、价格低和管道输送进户等特点，是优质燃气和当代典型的气源。城镇天然气供应系统一般由长输管线、门站、各级输配管网、用户调压设备和户内管道等组成。
3．城口县城燃气现状
城口县拥有丰富的矿产资源，其县域内尚未发现天然气资源。邻近的开县、宣汉虽探明了储量丰富的天然气，但从最近的气源点开县敷设天然气长输管线至城口，不仅距离长、投资达数千万元，而且管线建设需翻山越岭，实施难度大，沿途的地质条件亦难以保证管线的安全运行。
因此，至今城口县城没有天然气设施，仅发展了少量的LPG用户。全年LPG用量约300t，储存能力仅25t，供气能力的扩展潜力较小，气源保障能力不能满足县城城市建设的发展需要。其中，多数LPG用户采用瓶装供气，几年前曾发展了580户管道LPG用户，却由于成本高、输差大，仅运行了很短的时间即停止了供气。葛城镇其余的居民和公共建筑仍然以燃煤、电为燃料，其中燃煤造成县城空气污染严重，居民对管道燃气呼声很高。
4．城口县城燃气发展设想
国务院于2007年批准重庆市作为全国统筹城乡综合配套改革试验区，重庆市也提出了“一圈两翼”的战略发展部署，努力促进渝东北、渝东南“两翼”地区的社会、经济发展，提高和改善当地居民的生活条件，共享改革发展成果。所以，实施渝东北最北端的城口县管道燃气供应工程、提高其城镇气化率已成当务之急。根据葛城镇城市总体规划，将建成以发展生态旅游产业和地方土特产品加工为主的生态型山水园林小城市，城市燃气作为现代化城市的重要基础设施，必须满足该镇社会、经济的发展和提高居民生活水平的需要，居民气化率应接近100％，公共建筑也应普及燃气的使用。由于近期气源较为紧张，近期工业用燃气暂不考虑，待中远期气源较为充足时再发展。
二城口县城燃气气源选择
1．气源类型选择
人工煤气是我国城市燃气的传统气源，在我国的发展历史达100多年，包括干馏煤气、气化煤气、油制气等。在20世纪80年代以前，城市燃气以人工煤气为主。但由于人工煤气的生产厂投入大、污染环境、产气成本高、气质较差等原因，现在已逐步淘汰，国内人工煤气厂基本上已关闭或即将停产。重庆的城市燃气一直以天然气为主，没有大规模地发展人工煤气，仅个别地区(如万盛)发展了少量化肥厂的尾气作为城市燃气。
因此，从经济方面、环境方面、资源方面和燃气发展趋势上分析，人工煤气不适宜作为城口县城的城市燃气气源。20世纪80年代至90午代初，LPG和天然气得到了很快的发展，形成了煤制气、LPG、天然气等多种气源并存的格局。沿海经济发达而能源缺乏的地区首先使用了进口LPG，推广管道LPG的应用，从而推动丁LPO在城市的充分利用，使LPG成为我国城市燃气的主要气源之一。
20世纪90年代后期至今，随着天然气勘探、开发的力度加强，陕气进京、西气东输、川气东送、沿海液化天然气(LNG)等工程为全国天然气供应工程拉开了序幕，我国城市燃气进入前所未有的大发展阶段，也标志着城市燃气中的天然气时代的来临。
由于重庆本地无LPG气源，需从外地调运，故LPG成本较高、保障能力差。重庆市是中石油西南地区天然气的主产区，探明可采储量超过3200亿立方米，年产气量超过80亿立方米，具有产气区得天独厚的资源和价格优势，同时天然气在输送、安全性、持续性等方面具有巨大的优势，因此葛城镇仍应以天然气为气源。
2．天然气与LPG比较
(1)气源保障
葛城镇目前燃气为LPG，主要来自西北的炼油厂，运输路途远，供应并不稳定；重庆地区盛产天然气，气源保障能力远远高于LPG。
(2)生活质量
LPG主要采用瓶装供应的方式，运输劳动强度大，需要频繁更换，造成用户生活不便。天然气采用管道输送直接进户，省去了运输环节，方便了居民生活。LPG的主要成分为丙、丁烷，但还容易含有重烃、硫等杂质，燃烧后易生成残留物或二氧化硫，将会对厨房产生污染，而天然气成分中95％以上为甲烷，燃烧后不会污染环境。
(3)安全性
由于气态LPG的密度大于空气，容易积聚在低洼地带或地面，发生燃爆的可能性大大高于天然气。同时，LPG钢瓶系压力容器，LPG具有加热易气化、膨胀的特性，在操作、使用、保管、维护方面要求较高，安放在居民家中容易产生安全隐患。天然气则为低压管道进户，使用方便，而且密度小于空气，易于扩散，是最安全的城市燃气。
(4)供气价格
LPG实行市场化定价，其价格随石油价格的起伏阳季节、供求变化而波动，近年来价格持续上升。目菏15kg的LPG钢瓶充装价格约为100元／瓶，由于瓶{j留有残液，实际充装量约13kg，按热值换算约相当于19.5m。天然气，故LPG的价格约相当于天然气价格5.12元／立方米。
城口县物价局已核定葛城镇的管道天然气开户费为3000元／户、气价为3．5元／立方米。按每户年使用天然气300m3计，每年节约的气费为486元，约6年即可收回开户费投入，因此天然气不仅在使用方面，而且在价格方面也具有明显优势。
问题，给配送带来了一定难度。
三、供气方案
1．工艺方案
建立山区小城镇天然气供应系统的主要障碍是气源线，山区地形和地质复杂、高差较大、距离较远、经济效益差等因素均不利于长输管线的建设。因此，近期(2015年)建立虚拟输气管网，即以压缩天然气 (CNG)或LNG通过汽车运输至小城镇门站的方式替代长距离输气管线的供气方案被提出，这样可望达到保证合理的工程投资和便于维护、管理的目的。虚拟输气管网的主要技术核心是以压缩或液化技术减小天然气体积来达到采用汽车、轮船等的运输条件。重庆地区目前无LNG生产商，故葛城镇的虚拟输气管网气源应为CNG。
CNG虚拟输气管网总体方案为：CNG通过虚拟管网(汽车CNG储气式特种集装箱)运送至小城镇后，通过减压站(可与门站合并)进入门站的调压、计量工艺，门站后的输配方式与常规城市天然气的配气方式相同。主要工艺流程示意图如下：
CNG加气站→CNG运输车→CNG减压站→城区管网→各类用户
图 1 CNG虚拟输气管网主要工艺流程
2．气源点
重庆市开县境内天然气资源丰富，开县县城建有CNG加气站1座(即安康CNG加气站)，同时也是距离城口县最近的气源点(约179km)，具备作为城口气源点的条件和能力。因此，葛城镇CNG供气系统的气源点确定在开县县城安康CNG加气站。
随着渝东北天然气资源勘探、开发的推进，城口境内发现天然气资源的可能性较大，中远期(2020年)拟以城口境内的天然气气井为气源点，建设供应县城以及坪坝、修齐、明通等重点镇的天然气输气管线，形成县域内的天然气输气管网。
3．CNG运输车
虚拟输气管网的运输工具为CNG运输车，包括运输车和储气装置两个部分。
开县至城口之伺的省道202线为山岭重丘公路，对运输车辆长度和拖运方式有较大限制。所以，城口县CNG运输车不能选择平原地区常用的卧式管束半挂车(最长可达16.5m)，而是采用CNG储气式特种集装箱运输车，由15吨柴油载重汽车和144只储气钢瓶组成，总容积为11.520ma，总长度为9.54m，可充装天然气约2900m3。
4．CNG减压站
CNG运输车上的储气压力高达20MPa，而城市燃气管网中压A最高压力则为O.4MPa，故必须对运输车内的高压天然气进行2级减压后方可输入城区管网。CNG减压站包括了城市门站的功能，主要由卸气柱、橇装调压柜、换热锅炉、加臭装置、缓冲(储气)管束、出站控制及计量装置等组成。
5．虚拟管网与长输管线比较
从最近气源点开县县城敷设天然气长输管线至葛城镇，则需要敷设的输气管线口径如表2(开县压力为1.6MPa，葛城镇压力为O.2MPa，公共建筑用气量取居民用气量的30％)。
表2需敷设的输气管线口径情兄
|
年限 |
人口 (人) |
总户数(户) |
气户数(户) |
高峰小时用气量(M3／h) |
供气管径(mm) |
|
2010 |
30000 |
9375 |
5000 |
604 |
D101.6 |
|
2015 |
35000 |
10937 |
10000 |
1208 |
D141.3 |
|
2020 |
42000 |
13125 |
13000 |
1570 |
D141.3 |
按D141.3×5.6投资为40万元／公里计，长输管线179km的投资将达到7160万元，另外门站投资约100万元，总投资则为7260万元，平均每户的气源方面投资高达5580元。
采用虚拟输气管网的投资情况见表3。
表3虚拟输气管网的投资情况
|
序号 |
名称
|
单价(万元) |
数量 |
总价(万元) |
备注 |
|
1 |
cNG运输车 |
85 |
4 |
340 |
前期可投运2台 |
|
2 |
CNG减压站 |
868 |
1 |
868 |
含门站和20000m。储气能力 |
|
3 |
其他 |
|
|
60.4 |
按5％计 |
|
合计 |
|
|
1268.4 |
满足2015年需求，
平均每户12685 | |
因此，虚拟输气管网的投资仅为长输管线投资的22.7％，而且长输管线必须一次性投资建设完成，虚拟输气管网的设备还可以逐步到位，具有较大的灵活性，性价比优势明显。开县至城口179km沿途的地形、地质变化极大，对于长输管线的敷设和维护的难度较大。重庆市已经实施完成的“8小时重庆”工程，极大地改善了省道202线的路况，减少了冰雪天气和路基垮塌、岩石滑坡对交通的影响，为CNG运输车的安全运行提供了保障。
6．虚拟管网向管道输气过渡
由于重庆市内距离天然气主管网较近的地区天然气价格明显低于城口县天然气价格，而且近期还未将城口县工业用户纳入供气范围，因此为达到城乡统筹的目标，城口县的中远期天然气解决方案仍以城口县域内的气井为气源点、以输气管线作为气源线进行供气，其供气价格、供气保障能力才可能进一步优化。
虚拟输气管网仅替代了长输管线，门站及城区内序9管网均为常规城市天然气管网，可直接与新建的天然气输气管线连接供气，而虚拟输气管网设备，如CNG运输车和橇装调压柜等，还可以运到其他地方继续发挥作用，所以常规天然气供气系统对过渡性的虚拟输气管网系统具有良好的适应性。
